助航天员出舱“一臂之力” 机械臂大显神通
- 2021/7/5 15:57:04 20823
- 来源：仪表网
【仪表网 仪表深度】导读：7月4日，中国空间站核心舱机械臂托举航天员刘伯明到位置圆满完成出舱操作，抬升天和核心舱舱外全景相机的位置，并验证机械臂的大范围转移能力，完成了我国空间站工程建造任务的又一壮举。
出舱活动是航天员身着舱外航天服在航天器外进行太空行走和作业的统称。在空间站任务中，航天员将进行多次出舱活动，完成空间站的维修、维护及建造等任务。那么，你知道在哪些设备与产品的支持下，航天员才能顺利完成出舱活动吗？让小编带大家来大开眼界吧！
宇宙“大力士”——机械臂
空间站核心舱机械臂由航天科技集团五院抓总研制，它的展开长度为10.2米，最多能承载25吨的重量，是空间站任务中的“大力士”，主要承担舱段转位、航天员出舱活动、舱外货物搬运、舱外状态检查、舱外大型设备维护等八大类在轨任务。
作为可长期在太空轨道运行的机械臂，空间站核心舱机械臂肩部设置了3个关节、肘部设置了1个关节、腕部设置了3个关节，一共7个关节。据悉，为扩大任务触及范围，机械臂还具备“爬行”功能。同时，肩部与腕部各安了一个末端执行器。作为机器臂的触手，末端执行器可以对接舱体表面安装的目标适配器，机械臂通过末端执行器与目标适配器对接与分离，同时配合各关节的联合运动，从而实现在舱体上的爬行转移。
空间站机械臂是我国航天事业发展的新领域之一。在抓总研制过程中，研制团队在关键技术、原材料选用、制造工艺、适应空间站环境的长寿命设计等方面均作出了重大突破和创新，全部核心部件实现国产化，并形成多项国家空间机器人行业标准。
机械臂的应用领域
机械臂的最初目的是为了帮助人们摆脱繁重的劳动和简单的重复劳动以及代替人到有辐射等危险环境中进行作业，因此机械臂最早在汽车制造业和核工业领域得以应用。如在汽车工厂中的点焊和喷漆、化学和制药工厂中的包装和填充、以及核电站等高危环境下的工作。
随着机械臂技术的不断发展，工业领域的焊接、喷涂、搬运、装配等场合已经开始大量使用机械臂。另外，在军事、海洋探测、航天、医疗、农业、林业甚至服务娱乐行业，也都开始使用机械臂。
现在更是在餐饮领域得以应用，做吃的机械臂包括专门参与备菜环节的机械臂，如改刀、搅拌等动作，专门制作某类食品如寿司、面条、煎饼等，以及可以制作多种食品的机械臂。
未来几年里机械臂的发展趋势
机械臂能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械臂可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
机械臂在机械制造行业中应用较多，发展也很快。目前主要用于注塑辅机上自动取出产品、机床、横锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先作业程序来完成规定的操作。机械臂的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械臂。使它具有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。如位置发生稍许偏差时，即能更正并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。
近几年来随着自动化工业的不断发展，机械臂也随之壮大起来。在未来几年里工业机械臂性能不断提高，向高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修等方向发展。机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化，由关节模块、连杆模块用重组方式构造机械臂整机。
传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机械臂还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机械臂则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制。多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。
机械臂市场前景开阔为工业的制造生产带来变化的不仅仅是机械臂使用的现代化生产技术，而且随之而来的现代化管理模式也大大改变了企业的生机、活力和市场竞争力。机械臂的应用对于企业调整产业结构，升级转型，是一个良好的契机。
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